Comparative evaluation of remote maintenance schemes for fusion DEMO reactor

原型炉における遠隔保守方式の比較評価検討

宇藤 裕康; 飛田 健次; 染谷 洋二; 朝倉 伸幸; 坂本 宜照; 星野 一生; 中村 誠

Uto, Hiroyasu; Tobita, Kenji; Someya, Yoji; Asakura, Nobuyuki; Sakamoto, Yoshiteru; Hoshino, Kazuo; Nakamura, Makoto

原型炉設計において遠隔保守方式は、炉内機器やトロイダル磁場コイルやポロイダル磁場コイルなどの超伝導コイル設計、建屋等に影響を及ぼすため、重要な課題の1つとなっている。それゆえ、遠隔保守方式は信頼性と安全なプラント運転を確保し、合理的なプラントの可用性を達成するために多くの設計要件を満たしたものでなければならない。これまで、原子力機構ではコンパクトなDEMO炉SlimCSを対象として、稼働率の観点からセクター一括水平引抜方式を検討したが、TFコイルを大きくする必要があるなどの課題があり、中規模のDEMO炉を構想した際には、その影響は非常に大きい。このように、DEMO炉での最も実現性の高い遠隔保守方式を決定するためには、稼働率だけでなく様々な工学的成立性を考慮し、評価する必要がある。本発表では、様々な保守方式を(1)ブランケットの分割方法、(2)ダイバータの分割方法、(3)保守ポート位置で系統的に分類し、各保守方式の技術課題と重み付けした評価項目を基にした各遠隔保守方式の評価結果について報告する。

Maintenance schemes are one of the critical issues in DEMO design, significantly affecting the configuration of in-vessel components, the size of toroidal field coil, the arrangement of poloidal field coils, reactor building, hot cell and so forth. Therefore, the maintenance schemes should satisfy many design requirements and criteria to assure reliable and safe plant operation and to attain reasonable plant availability. In this study, we categorize various schemes in term of (1) the maintenance port position for transporting blanket segments, (2) blanket segmentation, and (3) divertor segmentation. In reviewing these assessment factors, the separated sector transport using the vertical maintenance ports with small divertor cassette maintenance scheme was found to be a more probable maintenance approach. This presentation describes engineering design of each maintenance schemes and evaluation results of comparison among maintenance schemes.